CN110997036A - 用于无创和经皮形成动静脉瘘的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了用于形成动静脉瘘的新型装置，其可以帮助需要血液透析的受试者。该新型装置以非手术程序提供，从而大大降低了成本并增加了设置动静脉瘘的便利性。该装置是无创伤性的，且由无缝合吻合装置和导管组成。本文公开了用于将该装置体内放置的方法和工具，包括磁力辅助方法。

Description

用于无创和经皮形成动静脉瘘的装置和方法

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2017年6月19日提交的题为“Device and Method for Atraumaticand Percutaneous Formation of an Arteriovenous Fistula”的美国临时申请序列号62/521,920的优先权利益，其内容通过引用结合于此。

关于联邦支助研究或开发的声明

不适用。

背景技术

全球数以百万计的人患有末期肾脏疾病或其他需要血液透析治疗的疾病。血液透析需要进入循环系统以抽出、清洁和回输患者的血液。进入患者循环系统的方法包括隧穿导管、动静脉内瘘(arteriovenous graft)和动静脉瘘(AVF)。血液透析中使用的循环进入通路的类型会对患者产生重要影响。在这些方法中，广泛认可的是AVF具有最佳的结果，其对患者具有最低的发病和死亡的风险。AVF比隧穿导管和动静脉内瘘更不易感染，并且更耐久。但是，当前设置AVF的方法是外科手术，其需要训练有素的人员(例如外科医生、麻醉师等)的服务以及相关手术室设备的使用。在某些社区中，此类资源是昂贵的且供应短缺，这对于AVF的设置造成了实用、经济和医疗方面的障碍。结果，在美国，少于30％的患者使用AVF来开始进行血液透析，而大多数患者使用较差的隧穿导管进入通路。

因此，在本领域中需要简化AVF形成的装置和方法。已经开发了产生经皮AVF的各种方法。第一组AVF技术包括用于形成AVF的基于设备的方法，其涵盖各种植入物和手术方法。示例性系统描述于：Florescu的标题为“Stent to Assist in Arteriovenous FistulaFormation”的PCT国际专利申请公开号WO201392208，Clark的标题为“Medical Device forRepairing a Fistula”的美国专利申请公开号20110054492，和Bates等人的标题为“Anstomosis device for vascular access”的美国专利号7,691,140中。这些机械AVF解决方案中的大多数采用倒钩、钩子和其他增加对治疗区域的创伤的部件，并且这些现有技术方法或装置中没有一种被广泛采用。

AVF技术的第二种类型是组织焊接(tissue welding)，其包括使用热能、电能、RF或激光能量对组织进行融合。示例性的组织焊接系统包括EVERLINQ(TM)系统(TVA MedicalSystems，Texas,USA)；Miller等人在题为“Devices and Methods of Forming a Fistula”的美国专利号9,017,323中描述的系统；以及ELLIPSYS(TM)系统(Avenu Medical,San JuanCapistrano,California,USA)。但是，组织焊接技术具有与脱靶热损伤相关的风险，导致神经损伤、疼痛、坏死和其他并发症。此外，一些组织焊接系统产生瘘管而没有提供任何将血流引导至浅静脉系统中的方式，从而导致需要第二次血管内或外科手术来产生功能性AVF。

因此，在本领域中仍然需要临床上实用的、经济的并且避免了副作用和对于与组织焊接相关的额外干预的潜在需要的新型AVF方法。

发明内容

本文提供了用于经皮形成AVF的新型装置和方法。本文公开的新颖发明使得能够有效且经济地设置瘘管如AVF。本文描述的系统涵盖了新的装置、新的方法以及对现有技术的各种改进。在一个方面，本发明的范围包括在瘘管形成的背景下无创吻合装置的新型部署。在一个方面，本发明的范围包括瘘管植入物的新用途，该瘘管植入物包括用于在瘘管部位形成优化的血流的导管。在一个方面，本发明的范围包括形成瘘管的新的非手术方法。在一个方面，本发明的范围包括新的设置方法，其能够进行经济且便利的瘘管形成。

本发明的方法有利地允许在最少侵入、无创伤、血管内过程中放置植入物并形成AVF。这允许在临床场所，而不是外科手术环境中进行放置而无需诸如麻醉或外科手术人员这样的亚专科护理。与AVF安装所需的当前外科手术方法相比，这大大减少了AVF安装的实用和经济障碍。

附图简要说明

图1A、1B和1C。图1A描绘手臂的血管系统。位点102是在肘窝静脉穿支与远端肱动脉103之间或者在肘窝静脉穿支与近端桡动脉或近端尺动脉(刚刚超出肱动脉分叉)之间形成AVF的潜在目标区域。位点101是用于引入穿通装置的潜在引入位点。用于引入互补放置装置的潜在引入位点在桡动脉105或尺动脉104中。图1B和1C描绘手术AVF位点和连接。

图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I。图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I描绘了本发明的示例性实施方式，其中本发明的植入物通过使用穿通装置和互补放置装置来部署以连接第一和第二血管。2A：穿通装置201通过第一血管203推进到目标位点。接下来，互补放置装置215通过第二血管205推进至目标位点。2B：穿通装置201的磁化尖端202以足够的力吸引互补放置装置215的磁化尖端208以将第一血管的壁204拉至第二血管的壁206附近。2C：切割元件209从穿通装置的尖端202展开部署，刺穿第一和第二血管壁(204和206)并进入互补放置装置215的中空内部部分207。切割元件可以回缩或保持在放置装置的中空内部中。2D：导丝201从穿通装置201的尖端202延伸并延伸到第二血管205中放置装置的中空腔通道207中。2E：穿通装置201的尖端202通过由切割工具产生的开口延伸到第二血管205中。2F：植入物被部分弹出以使得第一组手部件211在血管205内从穿通装置的尖端202展开。2G：穿通装置抽出以使得尖端202拉回到第一血管203中。第一组手部件抓住并将第二血管的壁206紧贴地拉靠在第一血管的壁204上。2H：植入物进一步从穿通装置201的尖端202弹出以使得植入物的第二组手部件212弹出并展开，使得第一血管的壁204和第二血管的壁206夹在第一组手部件211和第二组手部件212之间。2I：穿通装置201抽出，从穿通装置释放植入物的导管212并使其在第一血管203中定位，使得在血管203和205之间产生的瘘管通过植入物的中央环状部分产生(在此视图中不可见)。

图3A、3B、3C、3D和3E。图3A、3B、3C、3D和3E描绘了本发明植入物的各个元件。图3A描绘了示例性无缝合吻合装置的一部分，其包括一段弯曲的镍钛诺金属丝以形成底排的手部件301和顶排的手部件302。如此处以松弛配置描绘的，手部件基本上垂直于植入物的纵轴且成排的手部件301和302形成两个平行的凸缘。图3B描绘了无缝合吻合装置的顶视图，该装置包括中空的中心部分303。图3C描绘了整个植入物的侧视图，包括底部手部件301和顶部手部件302，其连接到导管305。所述导管包括支架305。图3D是植入物的透视图，使导管的中空内腔部分306可见。图3E描绘了处于偏转的、张紧位置的手部件，就像它们存放在穿通装置的植入物壳体中时一样，使得手部件在环形结构307周围从其静止位置偏转。

图4A、4B、4C、4D和4E。图4A、4B、4C、4D和4E描绘了通过使用穿通装置而不需要借助互补放置装置来放置植入物以在静脉穿支和肱动脉之间形成AVF的示例性过程。图4A描绘了切割元件402和从穿通装置401的远端尖端404跨静脉壁延伸到相邻动脉中的导丝403。图4B描绘了从穿通装置的尖端展开的第一组手部件405。图4C描绘了撤回到静脉中的植入物的尖端，使得手部件牵拉动脉壁。图4D描绘了植入物的远端部分的第二组手部件406(插图)展开以将静脉和动脉壁夹在一起。图4E描绘了穿通装置被抽出，使植入物的导管部分部署在静脉中。流经瘘管的血液被引导到外周静脉系统410，从而绕过瘘管形成处的深静脉系统区域411。

具体实施方式

本发明的各个元件在本文中描述为具有“近端”和“远端”末端。本文中使用的“远端”和“近端”是相对于操作者(即在患者体内植入该装置的医疗人员)定义的。因此，近端末端是最接近操作者的末端，而相反的远端末端是最先和最远地插入病人中的末端。

各种参数在本文中被描述为在两个数字的“范围内”。这种引用将包括所陈述的值和所有其中间的值。例如，如果参数被声称在2-3个单位的范围内，这将包括大于或等于2和小于或等于3的所有值。

下面描述本发明的各个元件。

动静脉瘘。本文公开的各种发明涉及形成瘘管(即使血液能够在任何两个血管之间流动的它们之间的连接)的方法。本发明特别适合于形成动静脉瘘(AVF)，即动脉和静脉之间的连接。

本发明的AVF可以在身体的任何部分中形成。在优选的实施方式中，本发明的AVF在上臂中肘窝中的静脉穿支(其将浅静脉系统连接到肱静脉)紧密靠近远端肱动脉或者近端桡动脉或尺动脉(刚刚超出肱动脉分叉)的点处形成。这些血管彼此接近为最少侵入性的AVF形成创造了解剖学的机会。因此，本文提供的描述参照在此位点处形成AVF来进行。然而，本领域技术人员将理解，本发明的装置和方法可以应用和适应于身体的其他区域(包括下肢)，其中连接静脉和动脉是实用的。

AVF植入物。在一个方面，本发明的范围包括一种用于形成AVF的新型可植入装置。该装置的示例性实施方案如图3C和3D所示。该可植入装置在本文中称为“植入物”。该装置的远端末端是形成静脉与动脉之间的吻合的管状主体的该末端。在这一吻合形成部件的近端并与其连接，该植入物包括导管部件。在AVF型瘘管中，导管被放置在瘘管的静脉血管中，并引导血液从动脉血管流出到静脉中。这种新型导管部件具有几个优点。导管起到旁路的作用以引导血液从动脉血管流出远离瘘管部位。当AVF形成于具有将浅静脉系统连接于静脉系统的穿孔分支的位置时，例如，其中第一血管是肘正中穿孔静脉，其连接到手臂的肘正中静脉、头静脉或贵要静脉，和第二血管在其末端的肱动脉(或近端桡动脉或近端尺动脉)，导管可以放置以使得其引导血液远离深部系统流向浅表系统，从而产生有利的流动状态。这避免了二次干预如栓塞的需要，加快了目标静脉的成熟，并导致更快的首次插管的时间。

导管部件是外径在其最宽处为其所放置的静脉的内腔直径的约100-150％的基本上管状的主体，该尺寸确保紧贴血管壁。导管部件的示例直径在2-9毫米范围内，例如，在2-3毫米范围内，在3-4毫米范围内，在4-5毫米范围内，在5-6毫米范围内，在7-8毫米范围内，在8-9毫米范围内。管状主体在其远端末端可以是锥形的，例如如图3D所示，其直径例如在其狭窄的远端末端处在1-6毫米的范围内，例如在1-2毫米范围内，在2-3毫米范围内，在3-4毫米范围内，在4-5毫米范围内，在5-6毫米范围内，或超过6毫米。锥度提供了流入静脉(例如，肘前静脉)的更平稳的血流，并避免可能导致并发症如凝血的血液湍流。导管主体的长度可在5-35mm范围内。在各种实施方式中，导管的长度在5-8毫米范围内，在8-10毫米范围内，在10-12毫米范围内，在12-15毫米范围内，在15-18毫米范围内，在18-20毫米范围内，或超过20毫米。在优选的实施方式中，导管的长度至少为15mm以确保从动脉流入肘静脉中的血液绕过深静脉系统，从而增加流入浅表头静脉中的流量。

管道部件的组成和配置可能有所不同。在一个实施方案中，导管部件包括金属支架，其被生物相容性材料的织物或薄膜覆盖或者嵌入其内。金属支架可以包括如本领域中所知的任何金属格架设计，如在血管支架中存在的。例如，支架可以包括由相互连接的、基本上平行的一排排交织的金属线或类似的元件(例如，以起伏的“锯齿”或波浪图案)组成的线框架，从而形成格架或笼状结构。在一个实施方案中，锯齿形图案的峰沿纵轴对齐。在另一实施方案中，所述格架是网格，例如，包括两组以直角(在线之间形成方形空间)或离轴(在线之间形成梯形空间)相交的多个平行的线行的网格。在另一实施方案中，支架可以包括一个或多个螺旋元件(例如，平行或交叉元件)，其从远端末端到近端末端环绕导管。

线的厚度可以是产生导管部分的所需刚性的任何厚度。例如，可以使用厚度为0.1至0.2毫米微米的线。

金属可包括不锈钢、镍钛诺、钴铬合金或本领域中已知的其他生物相容性金属，或上述的组合。在可选的实施方案中，支架包括金属以外的弹性聚合物材料。

导管的支架可通过本领域中已知的合适方式制造。例如，在金属支架的情况下，该结构可以通过使用精细控制和聚焦的激光束激光切割金属管和旋转工作表面来制造，如在本领域中所知的。可使用0.1-0.2mm范围内的金属厚度。

覆盖物可包括聚四氟乙烯(PTFE)或其他材料如合成对苯二甲酸聚酯纺织品，例如覆膜支架中使用的材料。覆盖物可包括纺织或编织织物中的纤维材料，或可包括薄膜。覆盖物可以是多孔的。聚四氟乙烯或其他假体材料覆盖金属支架的这种使用有助于在经皮进入通路形成过程中防止形成假性动脉瘤。

覆盖物可覆盖支架，例如包裹或缠绕在支架周围。例如，在一个实施方案中，支架包封在两片覆盖材料如PTFE之间。或者，支架可以与覆盖物整体形成，通过浸渍、喷射或以其他方式用覆盖材料涂覆支架来制成。在一个实施方案中，支架被放置在限定导管的锥形内腔的形式上，支架在浸渍、涂覆或以其他方式施加覆盖物之前放置在其上。

导管优选是部分刚性的，使得在径向轴上足够刚性以保持管腔的形状和维持血流，在一定程度上避免组织损伤。导管沿纵轴可以足够柔性以随着它被植入的受试者的运动而弯曲。在一个实施方案中，导管的柔性在结构的整个长度上是一致的。在一个实施方案中，导管的刚性在结构的整个长度上是可变的。总体或局部的刚性可以通过支架和/或覆盖材料的设计来调整，例如，通过改变线的厚度、线行之间的间距、使行互联的元件的频率和大小、覆盖层的厚度等。

在一个实施方案中，导管涂覆有一种或多种药剂。例如，导管可以涂覆抗生素、血液稀释剂、抗炎化合物、抗增殖化合物、促成熟化合物(pro-maturation compound)或其他有助于愈合、耐久性或预防感染的药剂。

植入物的远端末端包括无缝合吻合装置。无缝合吻合装置包括可形成吻合而无需缝合的任何装置。通常，一旦原位部署，无缝合吻合装置将包括由两个平行凸缘封端的环结构，其中AVF的动脉和静脉壁夹在凸缘之间，其中环的中心孔形成在毗邻动脉和静脉之间的流体连接。

在示例性的实施方案中，如图3C和3D所示的，无缝合吻合装置包括以下基本元件：环形主体；第一组可展开的手部件，第二组可展开的手部件。环形主体包括环，例如，由线元件制成的环，例如如图3A和3B所示。在横向维度上，环形主体限定具有直径的中心孔或开口，如图3B中的303。环形主体的内径限定原位放置时AVF的开口。环形主体的内径可以在1-5毫米的范围内，例如，在1-2毫米的范围内，在2-3毫米的范围内，在3-4毫米的范围内，在4-5毫米的范围内，或者在5-6毫米的范围内。例如，在一个实施方案中，开口的直径在3.0-4.0毫米范围内，例如为3.5毫米。在纵向或轴向方向上，环形主体包括具有高度的圆柱形体，该高度由装置部署时形成的上和下凸缘之间的间距限定，例如如图3D中的304所示。高度应该大致等于结合以形成瘘管的血管壁的组合厚度，例如AVF中的动脉壁和静脉壁。例如，高度可以在0.25-1.0毫米范围内，例如，在0.25至0.5毫米范围内，在0.5至0.7毫米范围内，或在0.5至1.0毫米范围内。

无缝合吻合装置包括两组被称为“可展开的手部件”的结构。这些结构被称为“手部件”以强调它们将血管壁抓握在一起而不刺穿血管壁的功能。每一组可展开的手部件包括两个或更多个基本上平坦或轻缓弯曲的突出部，当处于展开的配置中时，其从环形主体径向延伸。可展开的手部件可以包括环圈，例如，基本上U形的环圈、V形环圈或半圆形环圈。每一组可展开的手部件可以包括任何数目的(例如，两个到十六个)手部件，例如，两个手部件、三个手部件、四个手部件、五个手部件、六个手部件、七个手部件、八个手部件、九个手部件、十个手部件或十二个手部件。借助下面描述的穿通装置，每一组手部件可以在第一装载位置中递送到AVF位点，即处于其中手部件基本上平行于植入物的轴向轴定向的配置中。手部件可以，例如，通过将它们从部署器具的约束中释放出来以使得它们采取从环形主体径向扩展的松弛位置(图3D)而展开。在一个实施方式中，处于展开位置中的手部件相对于主体基本上以90度扩展，即垂直于环形主体。在其他实施方式中，手部件可以相对于植入物的纵轴以45到135度的角突出。

手部件可以包括具有形状记忆的弹性或超弹性的延展性金属，如镍钛诺，其可以被切割以形成从环形主体径向突出(即“松弛”或“展开”位置)的手部件。在张力作用下，手部件可以从其松弛的水平位置偏转以采取垂直(即平行于植入物的纵轴)的装载、张紧构型，例如在压力下容纳于部署装置内时。当从部署装置的约束中释放时，构成每个手部件的弹性记忆金属翻转或折回到其松弛位置，使得每排中的手部件从环形主体径向突出，共同形成凸缘。例如，手部件的长度可以在0.5-2.0毫米的范围内，例如，在0.25至0.5毫米的范围内，在0.5至0.75毫米的范围内，在0.75至1毫米的范围内，在1.0至1.25毫米的范围内，在1.25至1.5毫米的范围内，在1.5至1.75毫米的范围内，或在1.75至2.0毫米的范围内。

第一组可展开的手部件位于环形主体的远端末端(图3D)。第一组手部件可以独立于第二组手部件展开。第二组可展开的手部件位于环形主体的近端末端。第二组手部件可以独立于第一组手部件展开。

无缝合吻合装置与植入物的导管部分附接或集成。无缝合吻合装置环绕管状导管的内腔的远端末端，使得通过环形元件的中心孔的流体流前进到导管中。在另一实施方案中，无缝合吻合装置和导管的支架由单块材料形成，例如，金属管，例如，激光切割以形成支架的线元件和无缝合吻合装置的金属管。在一个实施方案中，无缝合吻合装置与导管分开制造，并通过一个或多个将其附接到植入物的导管部分的连接器与导管接合。连接器可以包括连接到导管元件的支架部分的钩子、倒钩、织物、纺织品或环圈，其刺穿或延伸到导管材料中或以其他方式将无缝合吻合装置和导管保持在一起。

无缝合吻合装置可包括本领域中已知的任何无缝合吻合装置。例如，无缝合吻合元件可包括Peterson的题为“Medical Graft Connector and Method of Making andInstalling Same”的美国专利号6,152,937，Tozzi的题为"Apparatus and method forimproved sutureless anastomosis"的美国专利号5,916,226，Swanson等人的题为"Medical Anastomosis Apparatus"的美国专利号6,440,143，Wallace的题为"MedicalDevices and Related Methods"的美国专利申请公开号20050049675，Asfora等人的题为"Sutureless Vascular Anastomosis Connection"的美国专利申请公开号2012/0123512中所描述的装置或其变体。在一个实施方案中，无缝合吻合装置包括诸如Symmetry BypassSystem Aortic Connector(TM)(St Jude Medical Inc.St.Paul MN)的装置。

在优选的实施方式中，无缝合吻合装置不包括任何穿刺血管壁的倒钩、钩子或其他结构。因此，该装置能够无创地产生AVF。在替代的实施方式中，无缝合吻合装置包括一个或多个倒钩、钩子或穿孔目标血管以帮助固定装置就位的类似结构。

在原位，AVF内腔倾向于随着时间被增生组织、血栓或其他生物沉积物部分堵塞。因此，在一些实施方式中，吻合装置的环形结构是可扩展的。例如，可扩展的环形结构可以包括围绕环形元件的周长径向排列的多个径向可扩展的线段。该元件可以包括，例如，折叠线、支柱、U形线元件、V形线元件或另外配置为在中心管腔内施加的径向压力下扩展以增加中心管腔直径的元件。可单独扩展的元件总体地可以受迫以展开、变平或以其他方式变形以使得保持管腔的直径。可能存在任何数量的这类元件，例如，2、4、6、8、10、12个或更多个可扩展的元件。这种扩展的能力允许环状元件扩展到超过公称部署直径以便保持有效地使足够的血液从动脉流到毗邻静脉的直径(例如2-5毫米)，例如用插入AVF孔隙中的套管(catheter)(例如球囊套管)或类似的器具进行周期性拉伸。使用可扩展的环形元件，该AVF与静态AVF相比可以在更长时间内保持有效直径，其使用最少侵入(例如，经皮)的超声引导程序以扩展环。

穿通装置。本发明的植入物可通过使用穿通装置原位放置以形成瘘管。穿通装置可包括单一装置或多个装置的组合，其允许定位和放置植入物以产生瘘管，例如AVF。

穿通系统的第一元件是植入物壳体。植入体壳体是处于穿通装置远端末端处的组件。植入物壳体包括可将植入物装载在其中，递送至瘘管形成位点，和部署以形成瘘管的装置。壳体被配置为以受控的方式定位和释放植入物以形成瘘管。

在穿通装置的近端末端是称为控制组件的组件。控制组件包括各种控制结构，其可以被致动以操作远端植入物壳体组件的元件。近端控制组件被配置为体外的、在身体外和由一个或多个人操作。

连接近端控制组件和远端植入物壳体组件的是包括套管的中间段，其容纳控制远端植入物壳体的元件的线或其他结构。

植入物壳体组件是紧密的和通常是圆柱形的，其配置用于通过血管移动到其目标位置。一般地，远端植入物壳体组件的直径在它将被部署的血管内径的70-150％的范围内。例如，在血管直径的70-90％范围内的直径是优选的以方便通过血管行进，然而，可以使用更大的直径，其中血管被壳体膨胀。对于放置于肘动脉中，例如，在平均大小的成年人中，壳体的直径在1.3-2.3毫米(4-7french)的范围内。植入物壳体可以涂覆低摩擦聚合物，如硅酮或PTFE，以便于植入物壳体通过弯曲血管运动。

植入物壳体的第一功能是装载植入物并能够使其受控释放以在目标位点定位时形成瘘管。在一个实施方案中，植入物壳体包括外罩和内芯。植入物以压缩构型装载在外罩和内芯之间的环形空间内。在压缩构型中，第一和第二组手部件被偏转以便与穿通装置的纵轴基本平行。在外壳的远端末端，在内芯和外壳之间形成的环形空间是开放的，或者可以由操作者通过使用在近端末端控制的致动器选择性地打开。这一开口在本文中称为“植入物出口”。

与内芯连续并延伸超出外壳的远端末端的是远端尖端。植入物壳体的远端尖端包括圆形或锥形的尖端，其便于植入物壳体通过血管移动到目标位点。

穿通装置的远端尖端包括一个或多个标记，其有助于显示远端植入物壳体组件以便指导其通过血管移动并放置在目标位点。在一个实施方案中，一个或多个标记包括使用成像方式如超声可见的回声标记。这类标记可以由热塑性材料或金属(例如不锈钢)制成，或可以由具有以加强通过超声设备的检测的方式蚀刻的、带凹窝的或粗糙化的表面组成。在一个实施方案中，标记包括不透射线的标记，包括可通过放射成像方式(例如，射线透视)方便地成像的金、铂或其他不透射线的材料。一个或多个标记也可以存在于植入物上，或者植入物可以包括能够使用外部成像方式成像的材料。

在一个实施方案中，穿通装置包括处于远端尖端的一个或多个磁性元件。磁性元件可用于使用互补套管在目标位点处精确放置远端植入物壳体组件的系统的那些实施方式中，如下所描述的。

在一个实施方式中，植入物壳体包括一个或多个可展开的切割元件用于刺穿待接合的血管的壁。例如，在一个实施方案中，远端尖端形成其中容纳可回缩切割元件的壳体，这种切割元件可以从远端尖端轴向推进以便刺穿、切割或以其他方式在静脉壁中形成孔隙，和进一步在静脉与其连接的毗邻动脉中形成孔隙。切割元件可以借助于致动器延伸和回缩，致动器与位于装置近端末端的控制组件中的控制元件连接。切割元件可包括针、刀片或其他切割器具。在一个实施方案中，切割元件为针线(needle wire)，即带针尖的金属线。

植入物壳体包含一个或多个致动器。该一个或多个致动器可以通过在装置近端末端处的控制器来接合以将植入物向远端方向推进。致动器可包括可控制地将植入物向植入物出口推进的任何结构或装置。在一个实施方案中，致动器是与延伸到装置近端末端处的控制元件的线缆连接的活塞，使得控制元件的运动直接致动活塞，其沿远端方向推动植入物。例如，在一个实施方案中，活塞包括配合在外壳和内芯之间的环形空间内的环。在另一实施方案中，致动器为弹簧加载或以其他方式张紧的致动器，其可通过与线缆连接的闩锁释放，所述线缆将闩锁连接到近端末端的控制元件，使得操作者可以释放弹簧加载的致动器，其将植入物从植入物出口推进固定的距离。在另一实施方案中，致动器是机动装置，其将植入物从植入物出口推进固定的距离(例如，步进电机)或由操作者在近端末端控制的距离。

远端植入物壳体组件的各种元件，例如，部署植入物的致动器或展开切割元件(如果存在)的致动器，将响应于近端控制壳体处的控制结构。近端控制壳体配置为保持为体外的，在患者体外，在此处它是操作者可及的。控制组件包括控制器，例如，旋钮、螺栓、齿轮、棘轮、柱塞和其他机械控制器，或可以操作远端植入壳体组件中的致动器的电子控制元件。

穿通系统的近端控制末端通过套管或类似结构与远端植入物壳体组件进行机械和控制连接，该套管或结构可以通过血管推进。套管将包括用于通过内镜器具传递机械力的电缆、线、液压通道、可移动的杆或其他元件。或者，控制组件包括与植入物壳体中的动力致动器电连接的电子控制元件以使得通过套管传输的信号可用于操作壳体中的机械元件，并且其可以容纳连接近端末端的控制结构和远端末端的致动器元件的线、电缆或其他元件。例如，套管可以包括热塑性材料、树脂、金属(例如，不锈钢丝编织物)或其组合。套管长度是任何足以从选定的进入点到达目标位点的长度，例如，在20-30厘米的范围内。

穿通装置可以进一步包括用于协助远端植入物壳体组件通过血管移动到目标位点的导丝。导丝可以容纳在中间套管部分的通道中，并且可以从远端植入物壳体组件中存在的端口延伸，在控制组件处通过本领域中已知的方式控制。可以使用任何血管导丝，例如金属芯线、聚合物线和本领域中已知的其他设计，例如典型尺寸的，如0.46毫米、0.64毫米或0.81毫米直径。

在替代的实施方案中，导丝为针线，即具有针尖的金属线，其被部署以同时充当切割元件和导丝。

在一个实施方式中，穿通装置与第二、互补放置装置相结合操作。互补放置装置包括具有尖端(例如，圆形尖端)的套管。尖端包括一个或多个磁体。任选地，尖端可包括用于接收穿通装置的导丝的中空通道，例如，放置装置的远端末端处具有开口的中心通道，其在放置装置远端末端的一部分延伸。

在这一实施方式中，植入物壳体组件包括远端尖端的一个或多个磁体。互补放置装置包括具有远端尖端的套管，该远端尖端也包括一个或多个磁体。穿通装置尖端和放置装置尖端的一个或多个磁体可以包括钕磁铁或在本领域中已知的其他类型的磁体。在一个实施方案中，磁性元件是电磁体，其由控制壳体中的电源通过套管中的电线供电。穿通装置尖端和/或放置装置尖端的磁体可包括环形或甜甜圈形状的磁体，其限定或划定装置的端面，中心部分为中空的用于使植入物通过穿通装置的末端推进和用于在放置装置的情况下接收切割元件和导丝。在利用磁力辅助放置的本发明的实施方式中，穿通装置的植入物壳体组件在第一血管中推进到目标位点，且放置装置尖端在第二血管中推进到目标位点，其中当足够接近时，磁体具有足够的力量相互吸引并在两个磁化尖端之间将两个血管的壁推压到一起。这使得切割元件能够精确地靶向展开以刺穿两个血管。在一个实施方案中，磁体存在于植入物壳体和放置装置的尖端两者上。在另一实施方案中，植入物壳体或放置装置的顶端之一包括磁体，而另一个包括吸引到互补装置上的磁体的一个或多个铁磁性金属元件。

植入物壳体可以涂覆低摩擦聚合物，如硅酮或PTFE，以便于植入物壳体通过弯曲血管移动。

使用方法。本发明的范围还包括使用本文所述的装置形成瘘管(例如AVF)的方法。在一般方法中，本发明的范围包括如下方法：

一种形成瘘管的方法，该瘘管包括在受试者的第一和第二血管之间的连接，该方法包括以下步骤：

在受试者的选定进入位点处建立进入通路；

穿通装置通过所述进入通路引入受试者的血管系统中；

植入物壳体通过血管系统推进到目标位点，该目标位点是第一血管中与第二血管接近的位点；

在第一血管和第二血管中形成穿孔；

推进本发明的植入物以使得无缝合吻合装置的手部件展开而形成第一和第二凸缘，其方式使得将第一血管和第二血管的壁夹置在第一和第二凸缘之间并使得植入物的环形结构的内腔形成用于第一和第二血管之间的血流的通道；

植入物壳体从目标位点撤出，使得植入物的导管部分部署在无缝合吻合装置近端的第一血管中；

植入物壳体在进入位点处从受试者撤出。

该一般方法可以通过各种方式实施以实现选择的结果，硬件适当地配置用于执行所选方法。该方法应用于受试者。受试者可以是任何动物，例如人类患者、试验动物或兽医学受试者。动物可能需要治疗病症、需要瘘管或另外地进行选择。在一个实施方案中，受试者为需要血液透析治疗的人类受试者。在一个实施方案中，受试者是需要治疗终末期肾病的人。

待形成的瘘管的类型取决于受试者的需要。在一个实施方案中，受试者需要动静脉瘘。在一个实施方案中，受试者需要静脉-静脉瘘，例如在需要治疗门静脉高压的受试者中。

进入位点是基于其可及性和与目标位点的接近性选择的位点。例如，在一个实施方案中，目标位点是肩部和肘部之间上臂中的头静脉或贵要静脉，例如如图1A中的101所示的。在这一引入位点处的进入通路可以通过本领域中已知的任何方式建立，例如通过针头。在一个实施方案中，进入通路通过使用止血阀(也称为导鞘)建立。例如，导鞘可包括针头、扩张器和护套部分，其中针头用于首先刺穿血管，扩张器用于拓宽由针头产生的开口，和护套被引入以保持通路轨道开放和在穿通装置引入、使用和撤出时保护血管免受创伤。穿通装置的植入物壳体通过护套引入轨道中。

植入物壳体通过脉管系统推进到目标位点可以如本领域已知的来实现，例如，通过使用联结的导丝，和/或通过脉管系统和穿通装置的一个或多个标记(例如通过超声可视化的回声标记或通过荧光镜可视化的不透射线的标记等)的可视化来引导。植入物壳体的推进可以通过Seldinger技术来实现，如本领域中已知的。在一个实施方案中，引入位点为上臂中的头静脉或贵要静脉，和植入物壳体沿流出方向推进直至其到达目标位点。

目标位点的位置取决于待形成的瘘管的类型。在一个实施方案中，瘘管为动静脉瘘，第一血管为肘正中穿孔静脉，其连接于手臂的肘正中静脉、头静脉或贵要静脉。第二血管是末端的肱动脉或者近端桡动脉或近端尺动脉。可选目标包括任何具有连接浅静脉系统和深静脉系统的穿孔分支的位置，包括上臂贵要或前臂贵要或前臂头系统的那些位置。其他可选方式包括在小腿中浅和深系统之间的穿孔连接，如在隐静脉系统中发现的。

在本发明的一个实施方式中，植入物壳体在目标位点处的放置通过使用互补的磁性放置装置来实现。放置装置在第二血管中的通路位点处引入，例如，通过导鞘。第二通路位点是靠近皮肤并可达到第二血管的目标位点的位点，例如肘部以下的下臂中的桡动脉或尺动脉，如图1A的104和105所示。放置装置的远端尖端然后被推进到第二血管的目标位点，例如，借助导丝和放置装置远端尖端上的一个或多个标记的成像。当植入物壳体存在于第一血管的目标位点处，且放置装置的远端尖端存在于第二血管的目标位点处时，两个装置的互补磁性元件的吸引力将产生捏紧力以使第一和第二血管对准。

在其中互补放置装置包括中空腔室的本发明的这些实施方式中，穿通装置和互补放置装置的互补磁性元件可配置为使得穿通装置的切割元件和/或穿通装置的导丝由放置装置的中空腔室接收，例如如图2A-2I所示。

在替代的实施方案中，仅使用穿通装置，并且植入物壳体在没有放置装置或磁性元件的辅助下在目标位点处对准。

在一个实施方案中，瘘管为AVF瘘管，第一血管为肘正中穿孔静脉，且第二血管为肱动脉，例如，其中第二血管的目标位点为恰好分支成尺动脉和桡动脉的肱动脉的区域。在替代的实施方式中，尺动脉或桡动脉可以作为第二血管，目标位点是尺动脉或桡动脉中在肱动脉末端分支之下的位置，通常在肘窝附近。

在本发明的大多数实施方式中，在将植入物壳体放置在目标位点(任选地通过互补放置装置辅助)时，一个或多个切割元件被展开，从而产生第一血管和第二血管的穿孔。在一个实施方式中，导丝从第一血管中的植入物壳体延伸到第二血管中，然后植入物壳体的远端尖端跨过第一血管的穿孔的壁进入第二血管的内腔中短距离，例如1-5毫米，使得植入物出口存在于第二血管内。植入物壳体的管腔内位置可以通过经穿通装置的近端末端返回的动脉血来确认，如通过超声或荧光镜可视化的，和/或针尖位置可用超声确认。

在植入物壳体的远端尖端穿过穿孔穿通到第二血管之后，植入物可以被部署。植入物的部署包括以下过程：

首先，通过控制壳体中的控制元件，植入物壳体中的致动器激活以使得植入物的远端末端从植入物壳体出口推进第一距离；其中第一组手部件展开，其中在手部件从其在植入物壳体中的变形、张紧的位置释放时，手部件自发地恢复到基本上垂直于植入物的长轴的其展开的、非约束的位置(例如，如图2F所示)；

其次，植入物壳体稍微抽出，使得由第一组展开的手部件形成的凸缘拉回紧靠第二血管壁，将其压靠在相邻的第一血管壁，且使得第二凸缘的植入物出口正好在第一血管内(例如，如图2G所示的)；

第三，通过控制壳体中的控制元件，植入物壳体中的致动器激活以使得植入物的远端末端进一步从植入物壳体出口推进到第二距离；其中第二组手部件展开，其中第二组手部件从其在植入物壳体中的变形、张紧的位置释放导致它们自发地展开到基本上垂直于植入物长轴的非约束位置(例如，如图2H所示的)；和

第四，植入物壳体从目标位点撤出以使得通过展开的凸缘保持定位的植入物的导管部分完全从植入物出口抽出(例如，如图2I所示的)，从而使植入物和由此形成的瘘管就位。

该方法的结果是通过非手术程序在短时间内形成瘘管，如AVF。本发明的通过非手术程序和通过新使用无缝合吻合装置形成的瘘管可提供最小的创伤，从而大大减少炎症、并发症和后续干预的频率。

在AVF形成后，可选择用于透析通路的适当进入位点，对皮肤足够浅以允许重复静脉穿刺(2厘米内)。例如，上臂的肱静脉或者肘以下的下臂的桡动脉或尺动脉。

上述过程的改进在本发明的范围内，且同样地，植入物和穿通装置也可以通过各种替代配置来实施。例如，在替代实施方案中，切割元件存在于互补放置装置上。

示例实施方案。上述描述将使本领域技术人员能够使用体现本文描述的几个发明概念的装置和方法在身体的各个部位实施瘘管。下面是装置和方法的一组示例性实施方式。

本发明的范围包括用于在第一和第二血管之间形成瘘管的植入物，所述植入物具有从远端末端到近端末端的纵轴，该装置包括：

无缝合吻合装置，其包括第一组手部件和第二组手部件；

其中每个手部件包括相对于植入物的纵轴成角度延伸的主体；

其中每个手部件包括弹性材料以使得手部件可以在张力下偏转到与植入物的纵轴基本上平行的紧密定向；

其中第一组手部件和第二组手部件中的每一个连接到并排列在环形结构周围，使得第一组手部件形成第一凸缘和第二组手部件形成第二凸缘，其中凸缘沿植入物纵轴通过空间分隔开；

其中该装置进一步包括包括管状结构的导管，其包含内腔，在远端末端周向连接在环形结构的近端末端周围，其中导管包括包围在生物相容材料中或由其围绕的支架材料。

在一个实施方案中，无缝合吻合装置包括4-12个手部件。在一个实施方案中，手部件基本上垂直于装置的纵轴。在一个实施方案中，手部件包括选自镍钛诺、不锈钢和钴铬合金的材料。在一个实施方案中，手部件包括线环。在一个实施方案中，环形结构包括可扩展结构。在一个实施方案中，导管是锥形的，在其近端末端处最宽和在其连接到环形结构处的远端末端处最窄。在一个实施方案中，导管的覆盖物包括PTFE膜。

在一个实施方式中，本发明包括通过上述植入物装置形成AVF的方法。在相关的实施方式中，本发明的范围包括上述植入物，其用于在第一和第二血管之间形成瘘管，其中血液从第二血管流过无缝合吻合装置的环形结构，并通过导管的内腔流入第一血管中。在一个实施方案中，瘘管为动静脉瘘。在一个实施方案中，第一血管为肘正中穿孔静脉，其连接于手臂的肘正中静脉、头静脉或贵要静脉，且第二血管为末端的肱动脉或者近端桡动脉或近端尺动脉。在一个实施方案中，动静脉瘘在需要透析治疗的受试者中形成。在一个实施方案中，植入物的导管被部署，使得从第二血管通过导管流动的血液绕过深静脉系统并流入浅静脉系统中。

在一个实施方式中，本发明的范围包括用于部署上述植入物的穿通装置，其包括

包括包含控制组件的近端末端和包含植入物壳体的远端末端的套管；

其中植入物壳体包括可展开的切割元件、可部署的导丝；用于存放权利要求1-9任何一项所述的瘘管装置以使手部件处于紧密位置的空间；用于植入物退出植入物壳体的开口；以及可控地和渐进地从开口推进植入物的工具；

其中可展开的切割元件、可部署的导丝以及用于从开口可控地和渐进地推进植入物的工具通过控制壳体中的控制元件进行控制。

在一个实施方案中，植入物壳体包括一个或多个回声和/或不透射线的标记，用于在受试者中部署时对装置进行可视化。在一个实施方案中，植入体壳体包括一个或多个磁性元件。

本发明的范围还包括一种在受试者中形成瘘管的方法，其中瘘管包括受试者中第一和第二血管之间的连接，该方法包括步骤：

在受试者的选定进入位点处建立进入通路；

通过所述进入通路将穿通装置引入受试者的血管系统中，其中穿通装置包括容纳植入物的植入物壳体，其中植入物可以可控地从植入物壳体部署；其中植入物包括包含环形结构的无缝合吻合装置，其包括第一组手部件和第二组手部件，其中第一组手部件和第二组手部件中的每一个周向地围绕环形结构的外径排列；

其中每一组手部件可以单独地从植入物壳体释放；其中在从植入物壳体释放时，每一组手部件自发地采取形成凸缘的构型；其中植入物进一步包括从环形结构的近端末端延伸的导管部分；其中植入物壳体进一步包括可展开的切割元件；

将穿通装置的植入物壳体通过血管系统推进到目标位点，该目标位点是第一血管中在第二血管附近的位点；

展开切割元件以在第一血管和第二血管中形成穿孔；

将植入物从植入物壳体推进以形成第一和第二凸缘，其方式使得第一血管和第二血管的壁夹在第一和第二凸缘之间且使得植入物的环形结构的内腔形成用于第一和第二血管之间血流的通道；

将植入物壳体从目标位点撤出，使得植入物的导管部分部署在第一血管中。

在一个实施方案中，受试者是人类受试者。在一个实施方案中，受试者是需要血液透析的人类受试者。在一个实施方案中，瘘管为动静脉瘘。在一个实施方案中，瘘管为静脉-静脉瘘。在一个实施方案中，第一血管为肱静脉，进入通路位点为上臂中的头静脉或贵要静脉，和目标位点为肱静脉，其中肱动脉、尺动脉或桡动脉在其附近。在一个实施方案中，第二血管为肱动脉、尺动脉或桡动脉。在一个实施方案中，目标位点在肱动脉分支成尺动脉和桡动脉的分支附近。在一个实施方案中，植入物壳体包括一个或多个磁性元件，且所述方法进一步包括使用在其远端尖端处包括一个或多个磁性元件的放置装置，所述远端尖端推进到第二血管中的目标位点，使得植入物壳体和放置装置的磁性元件的接近导致这两个结构将第一和第二血管壁捏合在一起。

在一个实施方案中，本发明的植入物通过以下过程从穿通装置部署：

首先，通过近端控制壳体处的控制元件，植入物壳体中的致动器激活以使得植入物的远端末端从植入物体壳出口推进第一距离；其中第一组手部件展开，使得植入物的无缝合吻合装置的远端手部件从其在植入物壳体中的变形、张紧的位置释放，且可以自发地恢复到基本上垂直于植入物长轴的其展开的、非约束的位置；

其次，植入物壳体稍微抽出以使得由第一组展开的手部件形成的凸缘回拉紧靠第二血管壁，从而将其压靠相邻的第一血管壁，且使得第二凸缘的植入物出口正好在第一血管内；

第三，通过近端控制壳体处的控制元件，植入物壳体中的致动器激活以使得植入物的远端末端从植入物壳体出口进一步推进到第二距离；其中第二组手部件展开，使得植入物的无缝合吻合装置的近端手部件从其在植入物壳体中的变形、张紧的位置释放，并可以自发地恢复到基本上与植入物长轴垂直的展开的、非约束的位置；和

第四，植入物壳体从目标位点撤出以使得由展开的凸缘保持定位的植入物的导管部分从植入物出口完全抽出，从而使植入物定位和由此形成瘘管。

本说明书中引用的所有专利、专利申请和出版物在此以参考方式并入，其程度与每个独立的专利申请或出版物被具体和单独地表示以参考方式并入的程度相同。所公开的实施方案是为了说明而不是为了限制而提出的。虽然本发明已参照其所描述的实施方案进行了说明，但本技术中的技术人员将理解，可以对本发明的结构和元件进行修改而不偏离本发明的整体精神和范围。

Claims (16)

1.一种用于在第一血管和第二血管之间形成瘘管的植入物，该植入物具有从远端末端到近端末端的纵轴，该植入物包括

无缝合吻合装置，其包括第一组手部件和第二组手部件；

其中每个手部件包括相对于所述植入物的纵轴成角度延伸的主体；

其中每个手部件包括弹性材料，使得所述手部件可以在张力下偏转到基本上平行于所述植入物的纵轴的紧密定向；

其中所述第一组手部件和所述第二组手部件中的每一个连接到环形结构并围绕环形结构排列，使得所述第一组手部件形成第一凸缘，和所述第二组手部件形成第二凸缘，其中所述凸缘沿所述植入物的纵轴通过空间分隔开；

其中所述植入物进一步包括包含管状结构的导管，其包括内腔，该内腔在远端末端周向地围绕所述管状结构的近端末端连接，其中所述导管包括包围在生物相容性材料的覆盖物中或被生物相容性材料的覆盖物围绕的支架材料。

2.根据权利要求1的植入物，其中

所述无缝合吻合装置包括4-12个手部件。

3.根据权利要求1的植入物，其中

所述手部件基本上垂直于所述植入物的纵轴。

4.根据权利要求1的植入物，其中

所述手部件包括选自镍钛诺、不锈钢和钴铬合金的材料。

5.根据权利要求1的植入物，其中

所述手部件包括线环。

6.根据权利要求1的植入物，其中

所述环形结构包括可径向扩张的结构。

7.根据权利要求1的植入物，其中

所述导管是锥形的，在其近端末端处最宽和在其连接到所述环形结构的其远端末端处最窄。

8.根据权利要求1的植入物，其中

所述导管的覆盖物包括PTFE膜。

9.根据权利要求1-8任一项的植入物，其用于在第一血管和第二血管之间形成瘘管，其中血液从所述第二血管流过所述无缝合吻合装置的环形结构，并通过所述导管的内腔流入所述第一血管中。

10.根据权利要求9的植入物，其中所述瘘管是动静脉瘘。

11.根据权利要求10的植入物，其中所述第一血管是肘正中穿孔静脉，手臂的肘正中静脉、头静脉或贵要静脉，且所述第二血管是末端的肱动脉或者近端桡动脉或近端尺动脉。

12.根据权利要求10的植入物，其中所述动静脉瘘在需要血液透析治疗的受试者中形成。

13.根据权利要求10的植入物，其中所述导管被部署以使得从所述导管流出的血液绕过深静脉系统并流入浅静脉系统中。

14.一种用于部署根据权利要求1至8中任一项所述的植入物的穿通装置，其包括

包括近端末端和远端末端的套管，该近端末端包括控制组件和该远端末端包括植入物壳体；

其中所述植入物壳体包括可展开的切割元件、可部署的导丝；用于存放根据权利要求1至8中任一项所述的植入物以使得所述手部件处于紧密位置的空间；用于所述植入物离开所述植入物壳体的开口；及可控地和渐进地从所述开口推进所述植入物的工具；

其中所述可展开的切割元件、所述可部署的导丝及用于可控地和渐进地从所述开口推进所述植入物的工具通过所述控制壳体中的控制元件控制。

15.根据权利要求14的穿通装置，其中

所述植入物壳体包括在其远侧尖端处的一个或多个回声和/或不透射线的标记，用于在受试者体内部署时所述穿通装置的远侧尖端的可视化。

16.根据权利要求14的递送工具，其中

所述植入物壳体包括一个或多个磁性元件。

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